一种梯度线圈及梯度线圈制造方法技术

本发明专利技术属于磁共振成像及应用技术领域，公开了一种梯度线圈及梯度线圈制造方法。该梯度线圈包括：相互连接的主梯度线圈和屏蔽梯度线圈，主梯度线圈和屏蔽梯度线圈中每层线圈均通过导体缠绕形成，主梯度线圈和屏蔽梯度线圈中至少一层线圈为双层导体结构。该梯度线圈用双层导体结构，其产生的梯度场的耦合叠加，可以实现在相同电流情况下，比单层线圈高出1.5倍‑2倍的梯度强度，从而可以用于磁共振成像的一些高级序列应用。另外，可以提供了更多线圈设计自由度,通过优化的设计算法，双层导体结构分布可以更精确地逼近理想梯度电流分布,产生更准确的梯度磁场，可以实现更高的梯度线性度，从而使磁共振扫描图像更清楚准确。

【技术实现步骤摘要】
一种梯度线圈及梯度线圈制造方法
本专利技术涉及磁共振成像及应用
，尤其涉及一种梯度线圈及梯度线圈制造方法。
技术介绍
磁共振成像及应用领域的科学研究对梯度性能提出了越来越高的需求。在磁共振系统中，传统梯度线圈包括有三组主梯度线圈GX，GY，GZ和三组屏蔽梯度线圈SX，SY，SZ，梯度功率放大器驱动三组主梯度线圈GX，GY，GZ，从而产生X、Y及Z三个方向的梯度磁场，用于满足磁共振系统成像要求，三组屏蔽梯度线圈SX，SY，SZ分别在X、Y及Z三个方向的屏蔽梯度线圈。其中X、Y线圈为指纹状线圈，Z线圈为螺旋管状线圈。这六组线圈制作为圆筒形结构并同轴装配，然后通过环氧树脂封装在一起，形成一个圆柱筒状的线圈。目前，这六组线圈都是由铜线绕制固定在一个支撑板上制成，线圈为单层结构，铜线的截面积约50mm2，铜线可以流通约500A电流。由于线圈尺寸的限制，在这一有限面积上能布置的铜线数量是一定的，使得铜线的匝密度是有限的，这限制了梯度线圈性能的提升。另外，受到成本和技术条件的限制，目前可用的梯度线圈最大梯度强度约100mT/m,最大爬升率约200T/m/s。采用这种结构，如果想进一步提升性能将会遇到严重的发热问题，导致线圈可用性下降。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种梯度线圈及梯度线圈制造方法，增大线圈匝密度，从而提高梯度线圈性能。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种梯度线圈，包括：相互连接的主梯度线圈和屏蔽梯度线圈，所述主梯度线圈和所述屏蔽梯度线圈中每层线圈均通过导体缠绕形成，所述主梯度线圈和所述屏蔽梯度线圈中至少一层所述线圈为双层导体结构。作为优选，所述双层导体结构包括第一线圈层、第二线圈层及固定板，所述第一线圈层和所述第二线圈层分别设置于所述固定板的两侧。作为优选，所述第一线圈层和所述第二线圈层正对设置或者错位设置。作为优选，所述梯度线圈还包括冷却管路，所述冷却管路设置于所述主梯度线圈内。作为优选，所述梯度线圈中相邻两个所述导体之间设置有所述冷却管路。作为优选，相邻所述冷却管路和所述导体之间相互抵接，和/或相邻两个所述冷却管路之间相互抵接。为达上述目的，本专利技术还提供了一种梯度线圈制造方法，所述梯度线圈制造方法用于制造上述的梯度线圈，所述梯度线圈制造方法包括：制备具有双层导体结构的主梯度线圈，和/或制备具有双层导体结构的屏蔽梯度线圈；将完成制备的主梯度线圈和屏蔽梯度线圈组装形成整体结构。作为优选，所述制备具有双层导体结构的主梯度线圈步骤包括：制备主梯度线圈的第一线圈层；制备主梯度线圈的第二线圈层；将主梯度线圈的固定板的两侧分别涂覆有粘接剂并将其设置于第一线圈层和第二线圈层之间，通过热压机将第一线圈层、第二线圈层及固定板热压成型。作为优选，所述制备主梯度线圈的第一线圈层步骤包括：制备第一绕线板，在所述第一绕线板上开设有第一出线槽；将导体按照第一预设轨迹绕设于第一出线槽内。作为优选，在热压成型之后，通过第一绕线板的第一出线槽将第一线圈层顶出，通过第二绕线板的第二出线槽将第二线圈层顶出，形成所述主梯度线圈。本专利技术的有益效果：本专利技术提供的梯度线圈，通过设置主梯度线圈和屏蔽梯度线圈中至少一层线圈为双层导体结构，可以有效提高线圈匝密度一倍以上。采用双层导体结构，其产生的梯度场的耦合叠加，可以实现在相同电流情况下，比单层线圈高出1.5倍-2倍的梯度强度，从而可以用于磁共振成像的一些高级序列应用。另外，可以提供了更多线圈设计自由度,通过优化的设计算法，双层导体结构分布可以更精确地逼近理想梯度电流分布,产生更准确的梯度磁场，可以实现更高的梯度线性度，从而使磁共振扫描图像更清楚准确。本专利技术提供的梯度线圈制造方法，通过制备具有双层导体结构的主梯度线圈，和/或制备具有双层导体结构的屏蔽梯度线圈，并将完成制备的主梯度线圈和屏蔽梯度线圈组装形成整体结构。利用双层结构，可以实现比传统梯度线圈高一倍以上的梯度性能，满足对梯度线圈性能的更高需求。附图说明图1是本专利技术梯度线圈的结构示意图；图2是本专利技术梯度线圈的导体Y轴梯度线圈结构示意图；图3a是本专利技术梯度线圈一种形式的剖视图；图3b是本专利技术梯度线圈另一种形式的剖视图；图4a是本专利技术梯度线圈中第一线圈层的梯度线圈单元一种形式的截面图；图4b是本专利技术梯度线圈中第一线圈层的梯度线圈单元另一种形式的截面图；图5是本专利技术梯度线圈再一种形式的剖视图；图6是本专利技术梯度线圈制造方法中第一线圈层绕设于第一绕线板的示意图；图7是本专利技术梯度线圈制造方法中第二线圈层绕设于第二绕线板的示意图；图8是本专利技术梯度线圈制造方法中第一绕线板和第二绕线板把固定板夹在中间的示意图；图9是本专利技术梯度线圈制造方法中第一线圈层和第二线圈层粘接于固定板上的示意图；图10是本专利技术梯度线圈制造方法中卷板机将双层导体结构卷成半圆的示意图；图11是本专利技术梯度线圈制造方法中梯度线圈GX层、梯度线圈GY层安装爆炸示意图。图中：1、第一线圈层；2、第二线圈层；3、固定板；4、冷却管路；10、第一绕线板；20、第二绕线板；30、卷板机；110、导体；111、凹口；120、壳体；130、冷却通道。具体实施方式为使本专利技术解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。由于受到现有线圈尺寸的限制，在有限面积上布置的铜导体110数量是有限的，这限制了梯度线圈性能的提升。为了解决这个问题，本实施例提供的梯度线圈包括相互连接的主梯度线圈和屏蔽梯度线圈，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种梯度线圈，包括：相互连接的主梯度线圈和屏蔽梯度线圈，所述主梯度线圈和所述屏蔽梯度线圈中每层线圈均通过导体(110)缠绕形成，其特征在于，所述主梯度线圈和所述屏蔽梯度线圈中至少一层所述线圈为双层导体结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种梯度线圈，包括：相互连接的主梯度线圈和屏蔽梯度线圈，所述主梯度线圈和所述屏蔽梯度线圈中每层线圈均通过导体(110)缠绕形成，其特征在于，所述主梯度线圈和所述屏蔽梯度线圈中至少一层所述线圈为双层导体结构。


2.根据权利要求1所述的梯度线圈，其特征在于，所述双层导体结构包括第一线圈层(1)、第二线圈层(2)及固定板(3)，所述第一线圈层(1)和所述第二线圈层(2)分别设置于所述固定板(3)的两侧。


3.根据权利要求2所述的梯度线圈，其特征在于，所述第一线圈层(1)和所述第二线圈层(2)正对设置或者错位设置。


4.根据权利要求1所述的梯度线圈，其特征在于，所述梯度线圈还包括冷却管路(4)，所述冷却管路(4)设置于所述主梯度线圈内。


5.根据权利要求4所述的梯度线圈，其特征在于，所述梯度线圈中相邻两个所述导体(110)之间设置有所述冷却管路(4)。


6.根据权利要求5所述的梯度线圈，其特征在于，相邻所述冷却管路(4)和所述导体(110)之间相互抵接，和/或相邻两个所述冷却管路(4)之间相互抵接。


7.一种梯度线圈制造方法，其特征在于，所述梯度线圈制造方...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘曙光，王利锋，晏焕华，
申请(专利权)人：联影常州医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32